L’utilisation de voitures électriques indépendantes de la combustion (Véhicules électriques) a attiré davantage l'attention du monde entier dans l'industrie automobile. Parce que les batteries Li-ion sont utilisées dans les véhicules électriques, qui étaient auparavant considérés comme un projet excessivement coûteux et ambitieux, Les véhicules électriques deviennent de plus en plus courants. Bien que beaucoup de choses aient été écrites sur le sujet des batteries lithium-ion, aucune revue qui aborde les développements récents de la technologie d’un point de vue industriel, technique, et le point de vue économique n'a pas encore été publié. Des aspects tels que l'adoption de systèmes basés sur le cloud avec des capacités d'apprentissage en profondeur, changements dans la législation internationale, et les nouveaux matériaux d'électrode de batterie lithium-ion basés sur EV sont traités en détail. Des suggestions sont en cours pour résoudre les problèmes auxquels est confronté le marché des batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques.. Garantir davantage le succès de l’industrie des batteries lithium-ion pour véhicules électriques dans un avenir proche, recommandations à court terme, moyen-, et des objectifs à long terme sont proposés. Une conclusion que l’on peut tirer de cette évaluation de la littérature est qu’il reste encore beaucoup à faire dans le domaine des batteries lithium-ion pour véhicules électriques., et qu'ils seront probablement un sujet brûlant pendant un certain temps encore.
Un aperçu des véhicules électriques
Il est nécessaire de comprendre l’importance des véhicules électriques afin d’apprécier le rôle que jouent les batteries lithium-ion.. Dans le passé, Les véhicules électriques ont été mis à disposition pour la première fois afin de lutter contre le problème énergétique au début des années 1970.. Les véhicules électriques ont servi de substitut écologique aux voitures fonctionnant au pétrole, fournir un moyen de faire fonctionner un moteur tout aussi efficace qu'un moteur fonctionnant entièrement à l'électricité. Les achats de véhicules électriques n’étaient pas très intéressants à l’époque en raison de leur prix élevé. Cependant, le marché de l'achat de véhicules électriques relativement plus abordables a progressivement évolué dans les années 2000 en raison des avancées technologiques et d'une prise de conscience accrue du changement climatique. Par exemple, Audi a déclaré au début de 2023 que par 2029, chaque véhicule de leur inventaire serait un véhicule électrique. En outre, des entreprises comme Honda et General Motors s'engagent à poursuivre des objectifs comparables.
Les États-Unis sont l’un des pays qui utilisent le plus les véhicules électriques, et son utilisation s'est développée au fil des années grâce aux incitations gouvernementales et aux véhicules électriques.’ baisse des coûts. Par exemple, afin d’obtenir totalement zéro émission, des règles d'émission plus strictes sont préconisées en Californie. Par 2025, La Californie espère avoir 1.5 millions de véhicules électriques en circulation, avec un $2500 crédit d’impôt pour chaque propriétaire de véhicule. Plusieurs États aux États-Unis, y compris New York, Géorgie, et Washington, ont offert divers allégements fiscaux. Par exemple, l'achat d'un véhicule électrique peut entraîner une augmentation de la taxe de vente pouvant aller jusqu'à 6.5% à Washington. La Chine a démontré une volonté significative de plaider en faveur d’automobiles alternatives en dehors des États-Unis en raison des problèmes de pollution croissants dans les régions densément peuplées.. En effet, à ce jour 2021, 3.2 millions de véhicules électriques ont été vendus dans le monde, ce qui représente plus de la moitié de tous les véhicules électriques jamais vendus. Le Japon s'est également fixé un objectif ambitieux (la stratégie de revitalisation) que 50 à 70 % de toutes les ventes d’automobiles soient des véhicules électriques d’ici 2030. Au Japon, certains allègements fiscaux ont également été mis en place, même en suivant l'historique 2011 Séisme de Tōhoku.
Même avec ces incitations qui ont alimenté le véhicule électrique (EV) la croissance rapide du marché, il existe encore un certain nombre de problèmes principalement liés à leurs batteries. Par exemple, le nickel-cadmium (Ni-CD), zinc/chlore (Zn/Cl2), et nickel-zinc (Ni-Zn) les batteries trouvées dans les systèmes de batteries actuels ont généralement de faibles capacités de charge. En plus, leur faible durée de vie de la batterie entraîne des désagréments pour les utilisateurs. Pertes d'énergie indésirables, argent, et la gêne résulte de ces problèmes. Une option alternative sous la forme de batteries lithium-ion a été suggérée pour contrer ce phénomène..
Une source de batterie alternative: Piles lithium-ion
Historique de l'intérêt pour les batteries lithium-ion pour véhicules électriques
Des recherches ont été menées sur la viabilité de l'utilisation de batteries lithium-ion pour les véhicules électriques au cours des années 1970 susmentionnées.. Nissan 1997 le lancement du véhicule EV Altra a marqué le début de cette tendance. Cependant, à cause de son prix élevé ($50.99), les ventes étaient médiocres au début. En fait, il n'y a jamais eu que 139 unités vendues. Mais plus tard, l'industrie a fait preuve d'une volonté plus forte d'améliorer son efficacité opérationnelle et de réduire le coût global. Les grands constructeurs automobiles ont commencé à intégrer des batteries lithium-ion dans leurs voitures après un certain temps de progrès constants.. À l'époque actuelle, on prend de plus en plus conscience de la part de marché des batteries lithium-ion pour véhicules électriques. Par exemple, en raison de l'amélioration de leurs capacités, les batteries lithium-ion sont utilisées plus fréquemment sur le marché américain. En plus, il est prévu que d'ici 2030, véhicules électriques alimentés par batterie lithium-ion (Véhicules électriques) compterait pour 64% de toutes les ventes de véhicules légers, ce qui se traduira par 24% de tous les véhicules légers possédés. On estime que plus 37% des véhicules en circulation seront des véhicules électriques alimentés par batterie lithium-ion, même en Chine, ce qui représente plus 50% de l'industrie mondiale des véhicules électriques à l'heure actuelle.
Avantages des batteries lithium-ion pour les véhicules électriques
Mais il est crucial de comprendre les batteries lithium-ion’ propriétés électrochimiques afin de bien comprendre pourquoi les gens sont attirés par elles. Comme indiqué précédemment, la capacité de densité énergétique des batteries lithium-ion est très bonne. Cela est principalement dû à sa capacité élevée de stockage d’énergie cathodique à anodique. (3842 mAh de puissance pour 1 g de Li). Les batteries au lithium-ion surpassent considérablement les autres types de batteries, comme le plomb acide, nickel-cadmium (Ni-CD), et sodium-soufre (Na-S) batteurs. Il est évident que les types de batteries alternatifs ont tendance à mal fonctionner malgré les avantages perçus qu’ils peuvent présenter.. Cela a du sens parce que, par rapport aux batteries lithium-ion, leurs technologies sont plus avancées.
Raisons pour lesquelles les batteries lithium-ion sont présentes dans les véhicules électriques
L'inventaire actuel de véhicules électriques comprend de gros semi-remorques qui fonctionnent au moins en partie à l'électricité., ainsi que les voitures, autobus urbains, et camions de toutes sortes.
Il existe trois catégories principales de véhicules électriques:
L’électricité contenue dans une batterie alimente les voitures électriques à batterie.
Dans les véhicules hybrides rechargeables, un moteur électrique, une batterie rechargeable de grande taille, et un moteur essence ou diesel sont combinés.
Afin de produire de l'électricité pour alimenter le moteur, les véhicules à pile à combustible divisent les électrons des molécules d'hydrogène. Ces jours, les véhicules électriques sont plus que de simples automobiles de tourisme; vous pourriez prendre un bus de transport électrique qui relie New York au Mississippi. Dans 2021, les habitants de Californie ont accueilli le premier camion de pompiers électrique du pays. Dans les années à venir, les résidents peuvent s'attendre à voir des camions sanitaires électriques circuler silencieusement dans les quartiers pour collecter les déchets et les matières recyclables, ainsi que des camions postaux électriques et un nombre croissant d'autres véhicules électriques transportant le courrier et les colis sans pollution depuis les entrepôts jusqu'aux domiciles..
Nos vies et l'environnement sont préservés grâce aux voitures électriques.
Aux États-Unis, les transports sont la principale cause de la pollution climatique.
Nous devons accroître la propreté des voitures sur nos routes afin de répondre à l'urgence climatique. Les dix prochaines années seront cruciales pour transformer nos modes de consommation énergétique et atténuer les effets les plus graves du réchauffement climatique..
Non seulement les émissions des véhicules et des camions nuisent à l’environnement, mais ils nuisent également à la santé humaine. La pollution de l’air causée par les voitures fonctionnant à l’essence et au diesel contribue à des décès prématurés, cancer, bronchite, et l'asthme.
La pollution atmosphérique localisée a des conséquences sur la santé à vie, se manifestant par une maladie pulmonaire, problèmes cardiaques, et crises d'asthme. Selon Rashmi Joglekar, un scientifique travaillant pour l'exposition toxique d'Earthjustice & Programme de santé, “une association frappante entre l’exposition à long terme aux particules fines nocives et la mortalité due au COVID-19 aux États-Unis” a été révélé dans une étude de l'Université Harvard. Les moteurs fonctionnant à l’essence ou au diesel sont l’une des principales sources de PM2,5 (pollution aux particules fines).
Une autre étude de l'Université Duke a souligné les coûts de la santé: jusqu'à $3.80 des dépenses environnementales et de santé sont associées à chaque gallon d'essence consommé à la station-service. Le diesel utilisé dans les gros camions et les machines agricoles est bien plus nocif pour l'environnement et la santé humaine., coûte un supplément $4.80 par gallon.
Quelle que soit la source de votre électricité, les voitures électriques ont un impact carbone inférieur à celui des véhicules à essence.
Réseaux électriques, qui s'appuient sur diverses sources, notamment les énergies renouvelables propres et les combustibles fossiles, fournir l’électricité nécessaire pour charger et alimenter les véhicules électriques à batterie et les véhicules hybrides rechargeables.
Il existe des différences dans les réseaux énergétiques entre les États, par conséquent, conduire une voiture électrique a une empreinte carbone variable selon la provenance de l'électricité.
Alors que les avocats d'Earthjustice travaillent à l'échelle nationale pour obtenir 100% énergie propre, une partie de l'électricité dans ce pays sera toujours produite en brûlant des combustibles fossiles. Et ce, même si la consommation d’énergies renouvelables vient de dépasser celle du charbon..
L'excellente nouvelle? Même lorsque l’électricité provient du réseau le plus sale, l'électricité est généralement moins chère et plus propre lorsqu'elle est utilisée comme carburant pour les automobiles, car les véhicules électriques sont plus efficaces pour convertir l'énergie pour alimenter les voitures et les camions..
Selon une étude menée par des scientifiques de l'Union of Concerned Scientists, lorsque vous faites fonctionner des automobiles électriques ou hybrides sur le réseau dans n'importe quel État, cela entraîne moins d'émissions de gaz à effet de serre que l'utilisation de voitures alimentées à l'essence. Et les avantages des voitures électriques augmentent à mesure que les États rationalisent leurs systèmes énergétiques..
Pour savoir à quel point vos émissions locales de véhicules électriques sont propres, consultez le “Dans quelle mesure votre véhicule électrique est-il propre?” outil en ligne. En fonction de votre code postal ainsi que de la marque et du modèle de votre véhicule électrique, vous pouvez recevoir un rapport personnalisé détaillant la quantité de pollution carbonée que vous pourrez économiser.
Les véhicules électriques sont plus respectueux de l’environnement tout au long de leur vie.
Parce que les énormes batteries lithium-ion des voitures électriques nécessitent beaucoup d’énergie et de matériaux pour être assemblées, le processus de production de ces véhicules entraînera des émissions de gaz à effet de serre plus élevées que celles d'un véhicule à essence typique. (Une voiture électrique de taille moyenne avec une autonomie de 84 milles, par exemple, produit 15% des émissions plus élevées pendant la production.)
Mais une fois les voitures en mouvement, la situation énergétique change complètement.
Après avoir conduit pendant un maximum de 18 mois, les véhicules électriques compensent leurs émissions de fabrication plus élevées, et ils surpassent les automobiles à essence jusqu'à la fin de leur durée de vie utile.
Selon des études de l'Union of Concerned Scientists, la voiture électrique typique sur la route émet désormais la même quantité de gaz à effet de serre qu'une voiture qui reçoit 88 miles par gallon, ce qui est bien plus que la moyenne des nouvelles voitures à essence (31 mpg) ou un camion (21 mpg).
